Laser tager snapshot af virus

Det er lykkedes et forskerhold at tage et billede af en intakt virus og en membranstruktur fra en fotosyntetiserende bakterie ved hjælp af ekstremt intensive og ultrakorte røntgenimpulser fra verdens første frielektronlaser.

Ifølge forskerne er det et stort fremskridt, da det muliggør studier af biologiske strukturer på molekyleniveau, som er for små til at blive studeret selv med de mest kraftige mikroskoper.

Det vil blandt andet gøre det muligt at studere vira, celler, celleorganeller og levende bakterier på et helt nyt niveau, som kan bane vej for ny medicin og meget andet.

»Biologer har længe drømt om at kunne tage billeder af virus, levende enkeltcellede organismer og bakterier uden at behøve at snitte, fryse eller kontrastfarve dem med metaller, som det er nødvendigt med elektronmikroskopi,« siger professor Janos Hajdu, der har styret projektet og er fra afdelingen for molekylær biofysik på Uppsala Universitet, i en pressemeddelelse.

»Vores studier viser, at det virkelig kan lade sig gøre at afbillede dem ved hjælp af ekstremt intensive og ultrakorte røntgenimpulser,« siger han.

I det første forsøg har de testet metoden på mimivirus, der er verdens største kendte virus. Den er større end visse encellede organismer, men dens størrelse og specielle yderstruktur gør, at den ikke kan studeres med konventionelle afbildningsmetoder som elektronmikroskopi eller røntgenkrystallografi.

I det andet studie viste forskerne, at røntgenimpulserne også kan anvendes til at studere strukturen hos livsvigtige membranproteiner - i det aktuelle tilfælde proteinkomplekser, som fanger sollyset og omdanner det til energi i fotosyntetiserende bakterier. Disse membranproteiner er vigtige for livsprocesserne, både som energiproducenter, transportører og som receptorer for lægemidler.

Men de er utroligt svære at studere med konventionelle metoder, så denne nye teknik indebærer, ifølge forskerne, at store 'hvide områder' inden for strukturbiologien nu for første gang bliver overkommelige at studere på atomniveau.

Verdens første frielektronlaser i hårdrøntgenområdet - 'Linac Coherent Light Source (LCLS)' - befinder sig ved Stanford Linear Accelerator Centre. Den har en lysintensitet, som overgår konventionelle synkrotroner med en milliard gange.